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Folha de CFRP reforçada
Revestimento de túnel pressurizado reforçado
O projeto de reforço da perfuração plana inferior do túnel de derivação de geração de energia teve início em novembro de 2015 e foi concluído em março de 2016, com um prazo de construção de 130 dias. Em síntese, este projeto utiliza chapas de CFRP como principal medida de reforço do revestimento do túnel, sendo que o resultado é satisfatório.
Visão geral do processo
O comprimento total do túnel de desvio de pressão da Central Hidroelétrica de Wujun, no Condado de Taihu, Província de Anhui, é de 7,76 m. O comprimento total do poço de Xiaping é de 443,6 m e o diâmetro do poço é de 2,0 m. A estaca com o número 7+337-7+643,25 é o revestimento de betão armado, e a com o número 7+643,25-7+722,45 é a secção de revestimento da chapa de aço.
Fissuras e fuga de água no revestimento do túnel plano sob o túnel
Desde a sua conclusão e entrada em funcionamento em 2001, o problema da fuga do túnel de derivação da geração de energia persiste. Em 2000, houve uma fuga de água na saída do túnel, provocando o colapso da encosta atrás da central, e o corpo do deslizamento de terras avançou para o interior da central. Após a aplicação de argamassa na saída da montanha, o ponto de fuga original já não apresenta fugas, e a saída de água foi elevada para cerca de 180 m na elevação da meia encosta da montanha, resultando no colapso da encosta da montanha no lado esquerdo do túnel, junto à Rodovia Taibei. Em 2008, o furo de suporte da construção foi aberto e verificou-se que o revestimento da abertura inferior estava geralmente rachado. As fissuras foram tratadas com borracha nesse ano, mas o problema de fugas não foi resolvido de forma eficaz. No final de 2014, o furo de suporte da construção foi novamente aberto, tendo-se verificado que a parte de borracha do revestimento reparado do furo plano inferior estava novamente rasgada ou partida, e existiam fenómenos de gotejamento e fuga, como mostrado nas Figuras 1 e 2.
Esquema de reforço de revestimento de furo plano sob túnel
Esquema de reforço de revestimento de furo plano sob túnel
A qualidade da aparência do betão de revestimento do furo plano inferior é boa, e a resistência e a espessura cumprem os requisitos do projeto original. No entanto, a inspeção constatou que a qualidade da argamassa de aterro é fraca. Com exceção da estaca número 7+503,25, a maioria das estacas não é qualificada, especialmente o arco superior. Para melhorar a capacidade de suporte da rocha envolvente e fortalecer a combinação estreita entre o revestimento e a rocha envolvente, a argamassa de aterro é realizada na parte superior da secção 7+337-7+643,25 do túnel de Xiaping, e a rocha envolvente é consolidada e grautada, com uma extensão total de 306,25 m.
Após a conclusão do projeto de rejuntamento do túnel, a secção da parede do túnel deverá ser limpa, a borracha de reparação de fissuras existente deverá ser removida e o rejuntamento epóxi + argamassa epóxi deverá ser utilizado para a reparação.
Tratamento de reforço estrutural
Para a resistência insuficiente da estrutura de revestimento na secção 7+563,85-7+643,25, considere os quatro esquemas de reforço seguintes para comparação, ver Tabela 2. Após a comparação, recomenda-se o esquema de reforço de tecido de fibra de carbono.
A banda de reforço do tecido de fibra de carbono é a pilha número 7+563,25-7+643,25 do furo plano inferior, com um comprimento total de 80 m. Entre estes, a secção de 36 m da pilha número 7+607,25-7+643,25 é reforçada com tecido de camada dupla, e os restantes 44 m são reforçados com tecido de camada única.
O tipo de tecido de fibra de carbono é Ⅰ-300, a espessura do tecido é 0,167 mm, a resistência à tracção deve ser ≥3400MPa, o módulo de elasticidade é ≥240GPa e a taxa de alongamento é ≥1,7%.
Vantagens e desvantagens
| Comparação | Demolição e reconstrução | Revestido com betão armado | Aço em bastão | Reforço de tecido de fibra de carbono |
Estrutura e Prática | O revestimento existente é removido e o revestimento de betão armado C25 com 0,35 m de espessura é novamente utilizado, e o diâmetro do furo D = 2 m. | Sem retirar o revestimento existente, este é revestido diretamente com betão armado C25 com 0,3 m de espessura, e o diâmetro do furo D = 1,4 m. | O revestimento existente não é removido e a chapa de aço é colada diretamente, a espessura da chapa de aço é de 6 mm e o diâmetro do furo D = 1,9 m. | O revestimento existente não é removido, e é utilizado tecido de fibra de carbono para reforço, e o diâmetro do furo D = 2,0 m. |
| Comprimento da unidade | Demolição de betão armado 2,8m3 | Betão armado C25: 1,60 m3 | ||
Quantidade do projeto principal | Cofragem: 12. S. Ma Ceifeira: 0. Gatos | Vergalhão: 0,16t | Chapa de aço: 6,0 m2 | Tecido de fibra de carbono: 12,56 m2 |
Avaliação/yuan·m - 1 | 5780 | 2920 | 7560 | 6780 |
O processo de construção é relativamente simples; A remoção do revestimento atual é difícil e o período de construção é longo; O custo do projeto é elevado. | O processo de construção é relativamente simples; Longo período de construção; Ocupa grande parte da área de passagem de água do túnel, sendo que a perda de geração de energia é relativamente grande; O custo do projeto é baixo. | Ocupar menos área de passagem de água do túnel; processo complexo; Longo período de construção; O custo do projeto é elevado. | Ocupar a área de passagem de água do túnel é muito pequena, o processo é relativamente simples; Curto período de construção; O custo do projeto é relativamente baixo. | |
| Conclusão | pode ser usado | não deve ser utilizado | pode ser usado | recomendado |
Epílogo
O Projeto de Reforço do Túnel de Desvio de Geração de Energia do Reservatório de Wujun, o Túnel de Xiaping, foi iniciado em novembro de 2015 e concluído em março de 2016, com um prazo de construção de 130 dias. Desde o reforço em 2016, o túnel de Xiaping tem funcionado normalmente, sem fugas ou declives na vertente de saída. Em síntese, este projeto utiliza o tecido de fibra de carbono como principal medida para reforçar o revestimento do túnel, e o efeito é satisfatório.
